摘要：水利工程是关乎人们生产生活的重要建设，工程兴建的本质是为了通过调控对自然界的地表水和地下水进行趋利避害。水作为一种宝贵的资源遍布群众生活周边，但其存在的形式并不完全符合人的需求，为了强化水对人们生产建设的帮助，降低洪灾水涝等灾害发生的频率，必须通过水利工程对水量进行调控与分配以保证人们正常的生活需要。水利工程复杂多样，需要修堤坝、水闸、溢洪道、渡槽等建筑物，在修筑过程中要注重细节和碎片化内容，对当地水文和水利情况进行计算，避免因测算不当埋下隐患。基于此背景，笔者对水利工程水文及水利分析计算中的几点认识进行了研究，希望能为相关工作人员提供理论借鉴。
关键词：水利工程 水文 分析计算
一、径流计算
径流的类型复杂多样，在水利工程实施的过程中要面临的径流更是恒河沙数，譬如降雨径流、融水径流、低上径流、坡面径流等，在众多径流前修筑水利工程对其计算方法需要谨慎处理。一般常见的径流计算法包括水文比拟法和降水径流同频率相应法，前者侧重大中型水利工程，后者趋向小型水利工程。
（一）径流系数修正的必要性
在水利工程兴建过程中，采用水文比拟法对径流计算时多考虑集水面积和地面上降水量，这两者是计算的主要参数，而径流系数之间的差异在不同地区作用有所差异。如果在计算中将径流系数也作为参数考虑，那么坝址的径流深的数值就用降水量乘以径流深得出，换言之就是坝址的年平均径流量与依据站之间的关联并不深刻，所以在兴建水利设施之前对径流系数进行校正非常重要，尤其在南方一些崎岖的地貌上，下垫面和汇流条件相对差，同时受地域限制水文测站分布不多，对当地径流数值的检测略有差异，具体表现在水文依据站以上控制流域与设计流域的径流系数不同，由此可见径流系数修正是具有现实意义的。
（二）不同计算方法的多年平均径流成果差异性
由于水文依据站对当地径流的测算表现在控制断面以上，所以进行径流测算时对坝址处的年平均径流量要多做考量，当出现差异时最优先考虑年平均径流量与降水径流的不同。有些经验丰富的工作人员认为，水利工程兴建的坝址多年平均来水量是受上流域限制的，所以关于此处的径流计算本质上跟依据站的选择关系不大；绘制图纸时等值线图的径流深属于天然所致，坝址中的径流量计算无论采用那种方式都能达到自然效果，很多差异可以忽略不计，尤其是与依据站流域内的耗水量的联系更是微乎其微。
（三）扣除流域内用耗水
通过前几个步骤确定坝址径流成果后，可以进行下一步的兴利调节计算，为了使数据更准确则要扣除坝址流域内的年平均耗水过程。若使用降水径流同频率相应法法对径流进行计算则要求扣除年平均以上的全部耗水；若使用水文比拟法则要求计算设计年平均耗水与实际年平均耗水的差，然后再行计算。但无论是哪一种方法面对坝址处的径流等深线图还是要剔除全部耗水量。
二、设计洪水
针对洪水设计而言，常见的方法有流量法和雨洪法两种，前者多使用于大中型水利工程中，后者倾向于小型水利工程中。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆而设计洪水的计算也非常重要，包括坝址流域的洪峰流量、年度洪量和洪水过程线的计算。
（一）洪水计算方法
在不同地域、不同工程中关于洪水计算的方法各有差异，像大中型的水利工程中关于设计洪水部分多半会分情况讨论，设计几种可靠方案折中取最优化方案，通过对两种及两种以上的设计方法比对发现，最后采用流量法和雨洪法的可能较大。而水利工程兴建的地域中洪峰流量、洪量和洪水过程线作为设计洪水的主要元素必须带入不同方法。譬如在我国南方地区，降水密集处要偏重洪峰流量的计算，很多防洪工程中会把洪峰流量作为主要的计算数据。
（二）应用雨洪公式计算需注意的问题
进行设计洪水时，当前坝址的流域参数、暴雨点面分区、暴雨衰减指数往往是明确的，这些将作为洪水元素计算的重要参数，同时关于当前坝址流域的汇流系数分区及取值和暴雨统计参数的记录需要重点排查。当我们采集到足够的数据与坝址流域上下游水文测站的洪水成果进行比对，根据雨洪法拟定当前坝址流域的汇流系数r1。为了使水利工程开展的安全，汇流系数分区取值不能超过I2区。除此之外，根据历史洪水的调查情况看，为了保证计算的精准性工作人员还应考察到上下游及其邻近地区的设计洪水成果与设计岩溶情况的各个参数，以此证明r1的取值正确与否。假如设计流域与周边检测的暴雨统计参数小于等值线图的成果，则一般优先采用等值线图的成果；假如设计坝址流域与周边检测的暴雨统计参数大于等值线图的成果，则优先采用实际测量的分析成果。
（三）区间相应洪水洪峰流量计算
对大部分水利工程而言，在设计洪水过程中关于洪峰流量的计算需要将洪水过程线同频率放大处理，但是考虑到洪水过程线在时空变化中会出现变形，因此最终结果的计算要通过减法而得。洪水过程线中洪峰流量差异不小，假如坝址区间内河流水系的发育情况不错，则对区间的洪峰流量诊断将更有难度，只有采用外包线拟合才能根据洪量推求出洪峰流量。
三、水位流量关系
水利工程中出现的天然控制断面水位流量关系的计算多半通过曼宁公式计算得出，首先工作人员实地考察坝址处河道的情况，根据我国已经制定的《天然河流河道糙率参考表》确定当前坝址河道的糙率。其次，对低水比降和高水比降的测算要分别考量，前者最好参照勘测时河道水边的比降情况，后者则最好参照历史洪水调查成果确定。可以用Z——A和Z——V的图表曲线分别表示低水测流与水位流量的关系。最后，对水位流量关系的计算要充分考虑河道糙率的数值，这是一种经验值，假设现有一河道经过检验水文站断面的河道糙率为0.035——0.05，为了表示结果的正确性可以通过曼宁公式推导河道控制断面水位流量。
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［3］牛国强．水库规划中防洪与兴利的综合研究［J］．水利水电技术，2015( 12) : 40-43+31．
论文作者:徐子轩
论文发表刊物:《基层建设》2019年第4期
论文发表时间:2019/5/22
标签：径流论文; 坝址论文; 水利工程论文; 洪水论文; 水文论文; 流域论文; 流量论文; 《基层建设》2019年第4期论文;